2,8-calowy ekran LCD o rozdzielczości 240x400 i interfejsie SPI/MCU: zastosowanie na mikrokontrolerach

      Ekran LCD o przekątnej 2,8 calama rozdzielczość 240*400, pionowe proporcje 16:9 i wykorzystuje układ sterownika ILI9327 lub ST7793.  Obsługuje interfejsy SPI/MCU/RGB i jest stosunkowo dojrzałym ekranem LCD na rynku, odpowiednim dla klientów korzystających z mikrokontrolerów. Może znacznie obniżyć całkowity koszt dla klientów. W tym artykule inżynierowie z Shenzhen Hongjia Technology przeanalizują jego zastosowanie w mikrokontrolerach.

1. Podstawowe funkcje ekranu

Rozmiar fizyczny: 2,8 cala (długość przekątnej).

Rozdzielczość: 240 (szerokość) x 400 (wysokość). To ekran o „niekonwencjonalnej” rozdzielczości, pionowy (domyślny kierunek jazdy to zazwyczaj 240 szerokości i 400 wysokości). Wiele bibliotek GUI lub narzędzi do konwersji obrazów musi zwracać szczególną uwagę na ten rozmiar.

Typy interfejsów:

SPI: Szeregowy interfejs peryferyjny, mniej pinów (zwykle tylko SCK, MOSI, MISO, CS, DC, RST), stosunkowo niska prędkość, odpowiednia do wyświetlania statycznych obrazów lub scenariuszy z rzadkimi aktualizacjami. Jest to najprostszy i najczęstszy sposób sterowania tym ekranem.

MCU 8/16-bit równoległy: transmisja równoległa przez 8-bitową lub 16-bitową magistralę danych, duża prędkość, wysoka częstotliwość odświeżania, ale wymaga dużej liczby portów we/wy mikrokontrolera. Stosowany zwykle w aplikacjach wymagających wysokich częstotliwości odświeżania lub gdy sam kontroler główny nie posiada sprzętowego interfejsu SPI.

2. Typowy schemat zastosowania mikrokontrolerów

Sterowanie tego typu ekranem zwykle wymaga dwóch poziomów oprogramowania:

A. Warstwa abstrakcji sprzętu niskiego poziomu

Inicjalizacja SPI: Skonfiguruj urządzenie peryferyjne SPI MCU, ustaw polaryzację zegara, fazę, kolejność bitów danych i częstotliwość zegara (zwykle do kilkudziesięciu MHz).

Inicjalizacja GPIO: Skonfiguruj CS, DC i RST jako tryby wyjściowe.

B. Warstwa sterownika ekranu (związana z konkretnym układem scalonym)

Jest to najbardziej krytyczna część, a podstawowe zadania obejmują:

Sekwencja inicjowania: Wyślij serię określonych poleceń i parametrów, aby skonfigurować układ scalony sterownika. Obejmuje to ustawienie formatu koloru (np. RGB565), kierunku skanowania, kontroli mocy itp. Należy użyć kodu inicjującego zoptymalizowanego pod kątem rozdzielczości 240x400, zwykle dostarczonego przez dostawcę ekranu lub biblioteki typu open source. Podstawowe funkcje rysowania:

Funkcje zapisu poleceń/zapisu danych:  Polecenia i dane są rozróżniane poprzez pin DC.

Funkcja ustawiania okna: Informuje sterownik IC o zakresie wyświetlania (x_start, x_end, y_start, y_end) dla późniejszego zapisu danych.

Funkcje zapisu pikseli/bloków: Ciągłe zapisywanie danych kolorów w ustawionym oknie. Pisanie blokowe jest kluczem do skutecznego odświeżania.

3. Zaawansowana implementacja funkcji:

Wyczyść ekran: Wypełnia cały ekran jednym kolorem.

Rysuj punkt, rysuj linię, rysuj prostokąt, rysuj okrąg: Zaimplementowano w oparciu o podstawową funkcję pisania blokowego.

Wyświetl obraz: zapisuje wstępnie przekonwertowane dane w postaci tablicy bitmapowej w określonym obszarze.

Wyświetlaj znaki/znaki chińskie: Uzyskuje dane matrycowe za pomocą narzędzia do wyodrębniania czcionek, a następnie je rysuje.

4. Środki ostrożności i techniki optymalizacji

A. Zużycie pamięci: W przypadku rozdzielczości 240x400 i formatu kolorów RGB565 (16 bitów/piksel) bufor pojedynczej klatki wymaga 240 * 400 * 2 = 192 000 bajtów (około 187,5 KB). Przekracza to pojemność pamięci RAM większości mikrokontrolerów. Dlatego w przypadku rysowania dynamicznego zwykle przyjmuje się podejście bez bufora lub z częściowym buforem.

B. Szybkość odświeżania: Szybkość SPI jest wąskim gardłem. Maksymalizuj częstotliwość zegara SPI, zachowując stabilność. Optymalizacja funkcji zapisu blokowego, zmniejszenie narzutu wywołań funkcji i wykorzystanie transferu DMA może znacznie poprawić wydajność i zwolnić procesor.

C. Kierunek skanowania: Układ scalony sterownika można ustawić na różne kierunki skanowania (obrót 0°, 90°, 180°, 270°). Jeżeli kierunek wyświetlania jest nieprawidłowy, należy zmodyfikować polecenie MADCTL (Memory Access Control) w parametrach inicjalizacji.

D. Format koloru: Upewnij się, że format kolorów (RGB565, RGB888 itp.) używany przez układ scalony sterownika, kod sterownika i bibliotekę GUI są spójne.

        Ten2,8-calowy ekran LCDzostał wyprodukowany masowo przez Shenzhen Hongjia Technology i wyprodukował ponad 600 000 sztuk. Oczywiście nasze wyświetlacze 2,8-calowe występują również w innych rozdzielczościach, w tym 240*320, 480*640 i 480*800 itp. Charakteryzują się niezawodną i stabilną jakością, przy długotrwałych dostawach i braku przerywania produkcji. Czekamy na zapytania drogą e-mailową; zapewnimy wsparcie techniczne i konkurencyjne ceny.